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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) *j;r|P;g  
应用示例简述 5 /VB'N#7s  
1. 系统细节 xaaxj  
 光源 +mF 2yh  
— 高斯激光束 ,> EY9j  
 组件 u>Kvub  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 tQ<2K*3]  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 2\W<EWJ@  
 探测器 #6Ph"\G/  
— 视觉感知的仿真 X-^Oz@.>  
— 高帽,转换效率,信噪比 S~9kp?kR$  
 建模/设计 .VV!$; FB  
— 场追迹: ~./u0E  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 @Bwl)G!|  
n;Wf|>  
2. 系统说明 q\=[v  
~}l,H:jk@  
+*~3"ww<  
1j-i nj`  
3. 建模&设计结果 ^IZ0M1&W;  
Q%h o[KU  
不同真实傅里叶透镜的结果: h^X.e[  
jpS#'h  
Wm/k(R`O<  
f}uCiV!?v  
4. 总结 $f\-.7OD  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 aM1JG$+7G  
:Bc;.%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \Vq;j 1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 bhT]zsBK  
Sgy~Z^  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 j;vaNg|vQ  
1Tkdr 2  
应用示例详细内容 : s3Vl  
QrA+W\=_`y  
系统参数 D(GHkS*0q  
c9={~  
1. 该应用实例的内容 4x >e7Kf  
T!E LH!  
&(7Io?  
t0(hc7`  
Un+Jz ?Y  
2. 仿真任务 4 ETVyK|  
);LwWKa  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 v#G ^W  
q>Y[.c-  
3. 参数:准直输入光源 3E9j%sYk  
hR{Zh>  
iDN,}:<V  
,iy   
4. 参数:SLM透射函数 zD|W3hL2&  
wxrT(x|  
K.Ir+SB  
5. 由理想系统到实际系统 v}i}pQ\DK  
sP!qv"u  
"yk%/:G+  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4[wP$  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Q0q$ZK6C  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 o~ed0>D-LS  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 9NAlgET  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -t?G8,,  
:gC2zv  
r Y.:}D  
9IV WbJ  
}+1oD{  
应用示例详细内容 &B C#u.^!  
^DOcw@Z6HC  
仿真&结果 ?HTwTi 5!)  
*q BZi;1  
1. VirtualLab中SLM的仿真 HVp aVM  
4vphLAm  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ?0X.Ith^.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 CXA8V"@&b/  
 为优化计算加入一个旋转平面 Tc :`TE=2  
DQ$/0bq   
1<UQJw45  
DSp@  
2. 参数:双凸球面透镜 C/=ZNl9"fn  
25r=Xv  
^=j$~*(LmX  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *yx:nwmo  
 由于对称形状,前后焦距一致。 sBMHf9u  
 参数是对应波长532nm。 o-_ a0j  
 透镜材料N-BK7。 ;d4_l:9p  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 kCV OeXv  
;a"Ukh  
Uan ;}X7@  
q!4dK4`#5  
>8so'7(  
=v8q  
3. 结果:双凸球面透镜 s#ykD{ Z  
(0r6_8e6xv  
' BpRiN  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 P%c<0y"O:>  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0ro+FJ r  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 jiat5  
-oj@ c OZ  
'Tn$lh  
d{ &z^  
%Vq@WF  
4. 参数:优化球面透镜 Kfh"XpWc$  
uB BE!w_  
4{TUoI6ii  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 (`&g  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 qXW 5_iX  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 c72/e7gV  
 透镜材料同样为N-BK7。 g?ft;kR6S  
btOC\bUMfD  
?^5x d1>E  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 GZ"O%: d  
No?pv"  
kF ?\p`[a  
;]gph)2cd  
5. 结果:优化的球面透镜 +q1@,LxN  
{r"HR%*u  
28-@Ga4  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ^>>Naid  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 QL3%L8  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 CzgLgh;:T  
+#O?sI#  
|cH\w"DcXw  
MkQSq MU=  
6. 参数:非球面透镜 q8U]Hyp(`  
z;-2xD0&U[  
a}yJ$6xi  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Gc>\L3u  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 j=7]"%  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 W];4P=/  
rl4-nA  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 OHB!ec6W  
XG0,@Ly  
! !9V0[  
x ` $4  
E 0YXgQa  
7. 结果:非球面透镜 M/BBNT  
h5~tsd}OU  
A&z  
 生成期望的高帽光束形状。 V r y#  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 _vad>-=D*U  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 E@?jsN7  
[hs{{II  
$]O\Ryf6  
"B.l j)  
s3q65%D  
8. 总结 VBOq~>V6(v  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ls9G:>'rR  
il*bsnwpZv  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 c1c0b|B!U  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `jP6;i  
!dZHG R  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 /0zk&g  
+_+}^Nf]Y3  
扩展阅读 zD?<m J`  
K2&pTA~OR  
扩展阅读 ,#<"VU2bC  
 开始视频 <.Pr+g  
-     光路图介绍 1<lLE1fk  
 该应用示例相关文件: )4j#gHN\  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 *NDzU%X8  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
tvI~?\Ylj  
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